JP2003345360A - 振動部材、振動検出装置、駒および弦楽器 - Google Patents

振動部材、振動検出装置、駒および弦楽器

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JP2003345360A JP2002148086A JP2002148086A JP2003345360A JP 2003345360 A JP2003345360 A JP 2003345360A JP 2002148086 A JP2002148086 A JP 2002148086A JP 2002148086 A JP2002148086 A JP 2002148086A JP 2003345360 A JP2003345360 A JP 2003345360A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より忠実に弦振動と連動する振動部材、該振
動部材が含まれる振動検出装置、該振動検出装置を備え
た駒および弦楽器を提供する。 【解決手段】 弦楽器に設けられた駒には、各弦に対応
してカンチレバー300が備えられている。カンチレバ
ー300は、略柱形状をしており、駒の本体に固定され
る固定部302と、自由部304とによって構成されて
いる。自由部304の上端に備えられる凸部306は、
弦の長手方向(L方向)の弦振動による力と、擦弦方向
と略同一方向(H方向)の弦振動による力が作用する。
また、自由部304の側面325には、6本の溝部32
0が側面325を一周するように形成されている。これ
により、自由部304は、L方向およびH方向に変形し
やすい。また、溝部320間の間隔は、下方より上方ほ
ど、その間隔が狭くなるようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、弦楽器の弦振動を
検出する振動検出装置、該振動検出装置に含まれる振動
部材、該振動検出装置を適用した駒および弦楽器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、電子楽音を発生する電気楽器
が広く用いられている。電気楽器は、自然楽器に類似し
た形状、および、部材を有するのが一般的であり、演奏
者(利用者)は、自然楽器に対する演奏操作と同様な操
作をすることで、電子楽音を発生させることができるよ
うになっている。例えば自然弦楽器のバイオリンを模し
た電気バイオリンにあっては、演奏者の擦弦によって生
じる弦の振動が検出され、この検出結果から楽音情報が
抽出されて、アンプ付きスピーカやヘッドホンなどから
放音されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気バイオリンにあっては、演奏者が擦弦の他に例えば
ビブラートなどの技法を用いて演奏したとしても、この
微妙な演奏表現が検出されず、再生されないといった問
題があった。
【0004】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、より忠実に弦振動と連動する振動部材、該振
動部材が含まれる振動検出装置、該振動検出装置を備え
た駒および弦楽器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、略柱形状で
あり、一端が固定され、他端が弦に当接して、その変形
が、振動センサにより弦振動として検出される振動部材
であって、前記柱の軸線方向に垂直な断面の断面二次モ
ーメントであり、当該断面の図心を通る第1の図心軸に
関する断面二次モーメントが、第1の値になる第1の部
位と、前記柱の軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメ
ントであって、当該断面の図心を通り、かつ、前記第1
の図心軸と同一方向に平行な第2の図心軸に関する断面
二次モーメントが、前記第1の値より小さな値になる第
2の部位とを具備することを特徴とする振動部材を提供
する。かかる振動部材によれば、第2の部位の断面二次
モーメントが、第1の部位の断面二次モーメントより小
さいため、振動部材に、弦振動による第1の方向の力が
作用すると、第2の部位は、第1の方向に曲げ変形しや
すくなる。これにより、振動部材が、弦振動に伴って第
1の方向に振動する際の振幅は大きくなる。この結果、
振動センサによる振動部材を介した弦振動の検出精度
は、必要十分なものとなる。
【0006】また、以上のものとは別の観点から、この
発明は、弦楽器の弦振動を検出する振動検出装置であっ
て、略柱形状をしており、前記柱の軸線方向に垂直な第
1の方向に前記弦振動による力が作用すると前記第1の
方向に曲げ変形し、前記軸線方向に垂直であり前記第1
の方向と異なる第2の方向に、前記弦振動による力が作
用すると前記第2の方向に曲げ変形し得る振動部材と、
前記振動部材の前記第1の方向の変形を検出する第1の
変形検出手段と、前記振動部材の前記第2の方向の変形
を検出する第2の変形検出手段とを具備することを特徴
とする振動検出装置を提供する。かかる振動検出装置に
よれば、弦振動に伴って、第1の方向と第2の方向とに
曲げ変形する振動部材を備えているため、振動検出装置
において、第1の方向の弦振動に加えて、第2の方向の
弦振動を検出することが可能となる。これにより、弦振
動を、より正確に検出することができる。
【0007】また、以上のものとは別の観点から、この
発明は、弦楽器に取り付けられる駒であって、略柱形状
をしており、前記柱の軸線方向と垂直な第1の方向に弦
振動による力が作用すると前記第1の方向に曲げ変形
し、前記軸線方向に垂直であり前記第1の方向と異なる
第2の方向に、前記弦振動による力が作用すると前記第
2の方向に曲げ変形し得る振動部材と、前記振動部材の
前記第1の方向の変形を検出する第1の変形検出手段
と、前記振動部材の前記第2の方向の変形を検出する第
2の変形検出手段とを具備することを特徴とする駒を提
供する。
【0008】また、以上のものとは別の観点から、この
発明は、弦振動を検出する振動検出装置を備えた弦楽器
であって、略柱形状をしており、前記柱の軸線方向と垂
直な第1の方向に前記弦振動による力が作用すると前記
第1の方向に曲げ変形し、前記軸線方向に垂直であり、
前記第1の方向と異なる第2の方向に前記弦振動による
力が作用すると前記第2の方向に曲げ変形し得る振動部
材と、前記振動部材の前記第1の方向の変形を検出する
第1の変形検出手段と、前記振動部材の前記第2の方向
の変形を検出する第2の変形検出手段とを具備すること
を特徴とする弦楽器を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。以下の説明においては、本
発明の実施形態にかかる振動検出装置を適用した電気弦
楽器について説明する。
【0010】図11は、電気弦楽器および弓の外観を示
す図である。この図に示されるように、電気弦楽器10
0の胴部110には、テールピース130が設けられて
いる。テールピース130には、5つの孔部が設けられ
ており、その各々にアジャスタ132が取り付けられて
いる。これらのアジャスタ132の各々には、弦150
の一端が取り付けられている。また、胴部110の図中
上方には、ペグボックス142を備えたネック140が
取り付けられている。これらのネック140および胴部
110の上面には、指板120が設けられている。ペグ
ボックス142には、5つの糸巻き144が備えられて
おり、その各々に、アジャスタ132に一端が取り付け
られた弦150の他端が巻きつけられている。演奏者
は、糸巻き144を回転させることによって各弦150
の張力を調整する。
【0011】また、胴部110の上面には、駒200
が、紙面垂直方向に立設するように、胴部110と弦1
50とによって挟持されている。アコーステックバイオ
リンにおいては、弦の振動は駒を介して響板に伝播し、
響板から楽音が出力されるが、電気弦楽器100におい
ては、駒200に含まれる振動検出装置によって各弦1
50の振動を検出し、楽音信号を電気的に生成する。こ
のため、電気弦楽器100は、アコーステックバイオリ
ンに備えられる表板などの響板が省略されており、軽量
なものとなっている。なお、駒200および振動検出装
置の詳細については後述する。
【0012】胴部110の右側には、アコーステックバ
イオリンの側板の一部をかたどった側部160が備えら
れており、演奏者がアコーステックバイオリンと似た感
覚で、電気弦楽器100を演奏することができるように
なっている。また、胴部110の下端には、あご当て1
70が設けられている。なお、図示されないが、電気弦
楽器100には、電源供給のための電源装置や、楽音信
号を外部に出力する出力装置(例えば、ヘッドホン端
子)等が設けられている。
【0013】一方、弓800は、弓身810および擦弦
に使用される弓毛820を有している。演奏者は、弓身
810に設けられたハンドル830を握って演奏する。
【0014】次に、振動検出装置を含む駒200の構成
について説明する。図1は、駒200の斜視図である。
この図に示されるように、駒200は、当出願人により
出願された特願2001−132070あるいは特願2
001−290047に記載されたバイオリン用振動ピ
ックアップと略同様な形状をしている。さらに詳述する
と、本実施形態における駒200は、5本の弦150の
各々を横切る位置に対応して、上方に突出する5つのス
トリングナット230を備えている。これらのストリン
グナット230は、弦150を支持するとともに、弦1
50の振動を駒200に含まれる振動検出装置に伝達す
る役割を果たす。
【0015】図2は、駒200の主要構成部の分解斜視
図である。この図に示されるように、駒200は、大略
して4つの構成部から構成されている。すなわち、5本
の弦150に対応した5つのストリングナット230
と、ストリングナット230が取り付けられる5つのカ
ンチレバー300と、カンチレバー300を挟持する2
つの挟持部材210と、駒200のカバーとして機能す
る2つのブリッジカバー202とである。
【0016】挟持部材210の片面には、その中央付近
に凹部216が形成されている。この凹部216は、上
方に突出するように形成された5つの挟持凹部217を
含むように形成されている。5つの挟持凹部217は、
5つのカンチレバー300を個別に挟持するためのもの
であり、挟持凹部217の底面を形成する挟持部材21
0には、カンチレバー300を固定するためのネジ孔2
18が形成されている。また、挟持部材210には、各
挟持凹部217から上方にかけて、カンチレバー300
を個別に収容するための5つの開口部214が形成され
ている。また、挟持部材210は、下方中央に水平断面
が略半管である溝部220を有している。カンチレバー
300を挟持するために、2つの挟持部材210が対向
するように当接すると、それらの溝部220によって管
が形成される。この管は、後述する圧電センサの導線の
通路となる。また、挟持部材210は、その両端に、駒
200を一体化するためのネジ孔212が形成されてい
る。
【0017】カンチレバー300は、断面が略四角形の
柱体をしており、挟持部材210に固定される固定部3
02と、曲げ変形が可能な自由部304とによって構成
されている。このうち、固定部302は、カンチレバー
300を挟持するために2つの挟持部材210が当接し
たときに、それらの挟持凹部217に嵌合するような形
状をしている。また、固定部302には、前面から背面
にかけて、カンチレバー300を挟持部材210に固定
するためのネジ孔310が形成されている。一方、自由
部304は、弦150の長手方向(図中L方向)と、擦
弦方向に略平行な弦150の配列方向(図中H方向)と
の2方向に曲げ変形可能に構成されている。自由部30
4の各側面には、自由部304のH方向およびL方向の
変形を検出する圧電センサが貼着されており、それらの
センサによってカンチレバー300の振動が検出され
る。なお、本実施形態においては、立体形状が四角柱で
あるカンチレバー300を説明するが、カンチレバー3
00の立体形状は、四角柱に限られず、例えば、多角柱
や、円柱などであっても良い。カンチレバー300およ
び圧電センサの詳細については後述する。また、ブリッ
ジカバー202は、左右両端に駒200を一体化するた
めのネジ孔204を備えている。
【0018】このような構成の下、5本のカンチレバー
300は、挟持部材210に挟持された状態で、カンチ
レバー300のネジ孔310および挟持部材210のネ
ジ孔218を貫通するボルトやナットなどによって、挟
持部材210と結合される。結合された挟持部材210
は、ブリッジカバー202に挟持された状態で、ブリッ
ジカバー202のネジ孔204および挟持部材210の
ネジ孔212を貫通するボルトやナットなどによって、
ブリッジカバー202と一体化される。なお、カンチレ
バー300、挟持部材210およびブリッジカバー20
2を一体化する手段は、ボルトとナットに限定されな
い。例えば、カンチレバー300、挟持部材210およ
びブリッジカバー202の各々に嵌合部を形成して、は
め合わせることによって一体化しても良いし、また、接
着剤などによって一体化しても良い。
【0019】図3は、駒200から片側のブリッジカバ
ー202と挟持部材210とを取り外した様子を示す平
面図である。また、図4は、図3におけるA−A'の駒
200の断面図である。図3に示されるように、カンチ
レバー300が挟持部材210に取り付けられると、カ
ンチレバー300の自由部304の側面は、開口部21
4を形成する挟持部材210の側面と間隙を形成するよ
うに位置する。この自由部304と挟持部材210とに
よる間隙には、例えば粘土などの塑性充填材250が充
填される。塑性充填材250は、カンチレバー300が
振動する際に、ダンパーとして機能する。また、塑性充
填材250は、各カンチレバー300間の振動の干渉を
防止する役割も果たす。
【0020】ストリングナット230は、カンチレバー
300の上端に嵌合し、その上面に弦150と係合する
係合部235を有している。これにより、演奏に伴う弦
150振動は、ストリングナット230を介して、カン
チレバー300に伝播される。詳細には、ストリングナ
ット230は、擦弦方向と略平行な弦150の配列方向
(H方向)の振動をカンチレバー300に伝達する。ま
た、駒200は、図4に示されるように、弦150と胴
部110とによって挟持されているため、ストリングナ
ット230は、弦150の長手方向(L方向)の振動と
連動し、その振動をカンチレバー300に伝達する。な
お、これらのストリングナット230およびカンチレバ
ー300の構成材料としては、例えばABS(Acryloni
trile Butadiene Styrene)樹脂や木材などといったt
anδ(内部損失)の大きい材料を用いることが好まし
い。
【0021】図3において、ストリングナット230が
カンチレバー300に取り付けられると、ストリングナ
ット230の下端は、挟持部材210の上端より下方に
位置する。また、ストリングナット230の下端の幅
は、開口部214の上端の幅よりも若干狭くなるように
なされている。このため、ストリングナット230の側
面と、開口部214を形成する挟持部材210の側面と
は、間隙を形成する。この間隙には、例えば、シリコン
などの弾性充填材240が装填される。これにより、ス
トリングナット230に伝播するH方向の弦振動は、弾
性充填材240によって穏やかに減衰されることとな
る。
【0022】図4に示されるように、駒200が組み立
てられた状態においては、ブリッジカバー202とカン
チレバー300の自由部304とは間隙を形成する。こ
の間隙には、塑性充填材250が充填される。また、ブ
リッジカバー202は、ストリングナット230と間隙
を形成するように位置する。この間隙には、弾性充填材
240が装填され、ストリングナット230に伝播する
L方向の弦振動の減衰を穏やかにさせる役割を果たす。
【0023】次に、カンチレバー300および圧電セン
サの詳細について説明する。図5は、カンチレバー30
0の斜視図であり、図6は、カンチレバー300の構造
を説明するための図である。これらの図に示されるよう
に、カンチレバー300の固定部302は、カンチレバ
ー300の軸線に対して垂直に切ったときの断面が、H
字状となるように形成されている。詳述すると、固定部
302の両側面には、上下方向に延在する溝部303が
形成されている。この溝部303は、圧電センサの導線
410の通路となる。
【0024】一方、自由部304は、固定部302の上
方にて、自由部304の背面と固定部302の背面とが
略同一平面上に位置するように、固定部302と一体成
形されている。自由部304の上端には、カンチレバー
300の軸線に対して垂直に切ったときの断面が、十文
字状である凸部306が形成されている。この凸部30
6は、ストリングナット230の底部に形成された十文
字状の凹部(不図示)と嵌合する。この際、十文字の一
辺は、弦150の配列方向(H方向)と略平行になるよ
うに位置し、他辺は、弦150の長手方向(L方向)と
略平行になるように位置する。このような十文字状の凸
部306と凹部とによる嵌合体を設けることにより、ス
トリングナット230を介してカンチレバー300に伝
播されるH方向あるいはL方向の弦150の振動は、ほ
とんど損失なくカンチレバー300に伝播されることと
なる。
【0025】また、自由部304の側面325は蛇腹状
に形成されている。詳細には、自由部304の側面32
5には、6本の溝部320が側面325を一周するよう
に形成されている。このため、自由部304の溝部32
0が形成されている部分(以下、細柱部321)の軸線
に対する垂直断面は、溝部320が形成されていない部
分(以下、太柱部323)の軸線に対する垂直断面と比
較して、その断面二次モーメントが小さくなる。より詳
しくは、図6において、細柱部321のS−S'断面
と、太柱部323のT−T’断面とを比較してみる。こ
こで、図中、符号NPLで示される面は、カンチレバー
300のL方向の曲げに関する中立面を表し、符号NP
Hで示される面は、カンチレバー300にH方向の曲げ
に関する中立面を表している。図6に示されるように、
細柱部321のS−S'断面は、太柱部323のT−
T’断面と比較して、溝部320の厚みだけ各辺の幅が
小さい。このため、中立面NPLと断面S−S'との交
線である中立軸NALSに関する断面S−S'の断面二次
モーメントは、中立面NPLと断面T−T’との交線で
ある中立軸NALTに関する断面T−T’の断面二次モ
ーメントと比較して、小さいものとなる。これにより、
自由部304は、細柱部321のL方向に関する曲げ剛
性が小さいものとなり、溝部320を有しない構成と比
較して、ストリングナット230を介してL方向の力が
作用した場合に、L方向に曲げ変形しやすくなる。な
お、中立軸NALTに関する断面二次モーメントに限ら
れず、太柱部323および細柱部321の各々の断面二
次モーメントであって、各断面の図心を通り、L方向に
垂直な図心軸に関する断面二次モーメントについて、太
柱部323の断面二次モーメントより細柱部321の断
面二次モーメントが小さければ、L方向に曲げ変形しや
すくなる。
【0026】一方、中立面NPHと断面S−S'との交
線である中立軸NAHSに関する断面S−S'の断面二次
モーメントは、中立面NPHと断面T−T’との交線で
ある中立軸NAHTに関する断面T−T’の断面二次モ
ーメントと比較して、小さいものとなる。これにより、
自由部304は、細柱部321のH方向に関する曲げ剛
性が小さいものとなり、溝部320を有しない構成と比
較して、ストリングナット230を介してH方向の力が
作用した場合に、H方向に曲げ変形しやすくなる。な
お、中立軸NAHSに関する断面二次モーメントに限ら
れず、太柱部323および細柱部321の各々の断面二
次モーメントであって、太柱部323および細柱部32
1の各断面の図心を通り、H方向に垂直な図心軸に関す
る断面二次モーメントについて、太柱部323の断面二
次モーメントより細柱部321の断面二次モーメントが
小さければ、H方向に曲げ変形しやすくなる。
【0027】さらに、側面325に配置される溝部32
0間の間隔は一定ではなく、下方より上方ほど、その間
隔が狭くなるようになされている。すなわち、自由部3
04は、上方ほど、細柱部321を有する割合が高くな
るように形成されている。これにより、ストリングナッ
ト230を介して外力が作用すると、自由部304の上
方は、自由部304の下方と比較して、変形しやすい構
成となっている。なお、この実施例では、溝部320を
形成することによって、太柱部323の曲げ剛性より細
柱部321の曲げ剛性が小さくなるようにしたが、これ
に限られず、曲げ剛性の相異する材料を使用したり、材
料の厚さの相異等で断面二次モーメントに差をつけても
良い。
【0028】また、自由部304の上端に位置する側面
325には、その下辺を除く外周近傍に凸部330が設
けられている。一方、自由部304の下端に位置する側
面325は、その上辺を除く外周近傍に凸部340が設
けられている。これらの凸部330および凸部340の
各々は、側面325に貼着される圧電センサの位置決め
に利用される。
【0029】図7は、カンチレバー300に圧電センサ
が取り付けられた様子を示す図である。この図に示され
るように、圧電センサ400H、400Lは、薄板状の
圧電素子であり、凸部330と凸部340とによって囲
まれる領域に収容可能な平面形状をしている。ここで、
圧電素子とは、機械的エネルギーを電気的エネルギーに
変換するものであり、外力が作用して自身が伸縮する
と、その伸縮量に応じた電気信号を出力する。本実施形
態におけるカンチレバー300は、カンチレバー300
のH方向の変形を検出する2つの圧電センサ400H
と、L方向の変形を検出する2つの圧電センサ400L
との各々が接着剤などによって側面325に固着され
る。
【0030】図8は、図7におけるB−B'の断面図で
ある。この図に示されるように、L方向上において対向
する側面325の各々には、圧電センサ400Lが1つ
ずつ固着される。この際、各圧電センサ400Lは、互
いの分極方向Pが逆になるように固着される。この図に
おいては、各圧電センサ400Lは、それらの分極方向
Pが外側に向くように配置されている。これらの圧電セ
ンサ400Lの向かい合う面は、導線440によって接
続されている。また、一方の圧電センサ400L(この
図においては図中上側)の外側の面は、接地線445と
接続されており、他方の圧電センサ400L(図中下
側)の外側の面は、圧電センサ400Lからの電気信号
を出力するための導線410が接続されている。
【0031】また、H方向上において対向する側面32
5の各々には、圧電センサ400Hが1つずつ固着され
る。この際、各圧電センサ400Hは、互いの分極方向
Pが逆になるように固着される。この図においては、各
々の圧電センサ400Hは、それらの分極方向Pが外側
に向くように配置されている。これらの圧電センサ40
0Hの向かい合う面は、導線430によって接続されて
いる。また、一方の圧電センサ400H(この図におい
ては図中左側)の外側の面は、接地線435に接続され
ており、他方の圧電センサ400H(図中右側)の外側
の面は、圧電センサHから電気信号を出力するための導
線410が接続されている。なお、圧電センサ400L
間を接続する導線440、および、圧電センサ400H
間を接続する導線430は、カンチレバー300の内部
に配線する構成としても良いし、表面に配線する構成と
しても良い。
【0032】このような構成の下、図9に示されるよう
に、カンチレバー300がL方向(図中右方向)に湾曲
すると、図中右側の圧電センサ400Lは、長手方向に
圧縮される一方、左側の圧電センサ400Lは、長手方
向に伸張される。この結果、各々の圧電センサ400L
は、圧縮量あるいは伸張量に応じた電気信号、すなわ
ち、カンチレバー300のL方向の振動を示すアナログ
波形信号を出力する。この際、2つの圧電センサ400
Lは、分極方向Pが互いに逆向きになるように設定され
ているため、各々の圧電センサ400Lから出力される
信号は、お互いの信号特性を打ち消しあうことなく加算
される。これにより、カンチレバー300のL方向の振
動をより正確に検出することができる。なお、図面が煩
雑になるのを防ぐため、この図においては、圧電センサ
400Hは表示されていない。また、圧電センサ400
HによるH方向の振動検出も、圧電センサ400Lによ
るL方向の振動検出と同様に行われる。
【0033】また、本実施形態におけるカンチレバー3
00は溝部320が形成されているため以下のような利
点を有する。一般に、弦振動は、微小であるため、仮に
カンチレバー300に溝部320が形成されていなけれ
ば、当該カンチレバーは、弦振動時において、ほとんど
曲げ変形することがない。カンチレバーがほとんど変形
しなければ、振動に連動するカンチレバーの振幅が微小
なものとなり、圧電センサ400L、400Hの圧縮量
あるいは伸張量は微小なものとなる。このため、溝部3
20を有さないカンチレバーを備えた振動検出装置にお
いては、演奏操作の微妙なニュアンスを十分に検出する
ことができない。これに対し、本実施形態におけるカン
チレバー300は、溝部320を有しているためL方向
およびH方向に十分に曲げ変形することができる。これ
により、弦振動と連動するカンチレバーの振幅が大きく
なるため、圧電センサ400L、400Hの圧縮量ある
いは伸張量は大きくなる。この結果、弦150の微妙な
振動を、より高精度で検出することが可能となる。
【0034】また、弦振動の際に、カンチレバー300
の軸線と垂直(例えば、L方向やH方向など)にカンチ
レバー300に作用する力Fは、カンチレバー300の
上端に設けられた凸部306に作用する。このため、カ
ンチレバー300においては、凸部306から離れるほ
ど、すなわち、固定部302に近づくほど振動時に生じ
る曲げモーメントが大きくなる。このような大きな曲げ
モーメントが生じると、固定部302と自由部304と
の接合部などの固定部302に近い箇所は、曲げモーメ
ントによって分裂しやすくなる。これに対し、本実施形
態におけるカンチレバー300は、下方より上方のほう
が曲げ変形しやすい、すなわち、上方より下方が曲げ力
に対して強くなっている。これにより、凸部306に作
用する力Fによって、カンチレバー300が分裂する可
能性が低くなり、カンチレバー300の耐久性が向上す
る。
【0035】さらに、カンチレバー300の自由部30
4は、相対的に上方が下方より変形しやすい形状をして
いるため、弦150のL方向あるいはH方向の振動がカ
ンチレバー300に伝播すると、自由部304の上部の
振幅、すなわち、自由部304の上部の変位は大きなも
のとなる。これにより、圧電センサ400L、400H
によるカンチレバー300の変形の検出が効率よく行わ
れ、結果として、弦150の振動検出が正確に行われる
こととなる。
【0036】ところで、従来の電気弦楽器における振動
検出装置は、擦弦操作によって生じる駒のH方向の振動
を検出する構成となっていた。このため、従来の電気弦
楽器において生成される楽音信号は、H方向の振動のみ
を反映した信号であった。しかしながら、実際の演奏操
作時においては、弦150は、H方向のみならず、弦1
50の軸線方向であるL方向にも振動する。例えば、弦
楽器の一奏法として、ビブラートという奏法がある。ビ
ブラートとは、弦150を押さえる指によって弦150
の張力を連続的に変化させることにより、音高を連続的
に上下させて発音する奏法である。このような、弦15
0の張力変化は、ビブラートに限られず、駒200に近
い位置でのボーイングや、ボーイング強さの変化が大き
い奏法を行う際などにおいても顕著に表れる。アコース
テックバイオリンにおいては、弦150の張力変化が生
じると、弦150がL方向に振動し、その振動に応じた
楽音が響板から発生する。このため、従来の電気弦楽器
によって生成される楽音信号は、弦150の張力変化が
反映されないため、アコーステックバイオリンと比べ
て、その表現力が十分なものでなかった。
【0037】そこで、本実施形態においては、H方向に
くわえ、L方向にも曲げ変形可能なカンチレバー300
を採用し、H方向とL方向との両方向の振動に応じて楽
音信号を出力する構成を採っている。これにより、楽音
信号に、弦150の張力変化を取り入れることが可能と
なり、演奏操作時の微妙なニュアンスをより正確に表現
することが可能となる。さらに、電気弦楽器100にお
いては、カンチレバー300が、各々の弦150に個別
に対応して設けられているため、5本の弦150の振動
を1つの振動部材(駒など)によって検出する従来の振
動検出装置と比較して、弦振動をより正確に検出するこ
とができる。
【0038】次に、圧電センサ400Hおよび圧電セン
サ400Lから出力されたアナログ波形信号に応じて、
外部スピーカ等から放音するための構成について図10
を参照して説明する。上述したように電気弦楽器100
には、1つのカンチレバー300の側面325に貼着さ
れた2枚の圧電センサ400Lと、2枚の圧電センサ4
00Hとからなるセンサ群400が、5弦150の各々
に対応して5つ備えられている。各々のセンサ群400
に含まれる圧電センサ400Lは、対応する弦150の
L方向の振動を示すアナログ波形信号WLをミキサ50
0に入力し、圧電センサ400Hは、対応する弦150
のH方向の振動を示すアナログ波形信号WHをミキサに
入力する。
【0039】ミキサ500は、5つのセンサ群400か
ら送信された5組のアナログ波形信号WLおよびアナロ
グ波形信号WHを入力すると、それらの波形をミキシン
グして、楽音信号MSとしてアンプ600に送信する。
ミキサ500から送信された楽音信号MSは、アンプ6
00(外部機器)などによって増幅された後、スピーカ
610(外部機器)を介して放音される。なお、これら
の外部機器(アンプ600やスピーカ610など)は、
電気弦楽器100に備える構成としても良い。また、ス
ピーカ610の代わりに、耳に装着可能なイヤホンやヘ
ッドホンなどを用いることもできる。
【0040】このように本実施形態における電気弦楽器
100によれば、擦弦方向と略同一のH方向の振動みな
らず、弦150の張力変化によるL方向の振動も検出
し、それらの振動に応じた楽音信号を出力することがで
きる。これにより、楽音信号に、弦150の張力変化を
取り入れることが可能となり、演奏操作をより正確に表
現することが可能となる。また、本実施形態よれば、駒
200の振動を検出するのではなく、各々の弦150に
個別に対応したカンチレバー300の振動を検出するた
め、擦られる弦150の違いなどによる微妙な弦振動の
変化をより正確に検出することができる。
【0041】また、振動部材であるカンチレバー300
は、側面に溝部320が形成されているため、曲げ変形
することが可能である。これにより、カンチレバー30
0の振動時における振幅が大きくなり、圧電センサ40
0から出力される電気信号が大きくなる。この結果、演
奏操作の検出精度が向上することとなる。さらに、カン
チレバー300にフレキシビリティを付与するにあた
り、溝部320を備えるだけでよいため、振動部材の構
成が簡易なものとなる。
【0042】なお、本実施形態においては、溝部320
が配置される間隔を調整することにより、所望の曲げ剛
性を得る構成としたが、溝部320の幅や、溝部320
の深さなどを調整することにより、カンチレバー300
の材質などを変更することなく、その曲げ剛性を任意に
変更することが可能である。これによりカンチレバー3
00の調整が簡易なものとなる。
【0043】さらに、本実施形態によれば、複数方向の
弦振動を検出するにあたり、カンチレバー300を使用
することにより、接触型の圧電センサ400L,400
Hを用いて振動検出を行うことができる。これにより、
構成が複雑な非接触型のセンサなどを備える必要がな
く、振動検出装置の構成が簡易なものとなる。
【0044】<変形例>上述した実施形態においては、
本発明を電気弦楽器100に適用した例を説明したが、
ピアノなどの鍵盤楽器においても、打弦方向の振動と、
ペダル操作などによる弦の軸線方向の振動との2方向の
振動を検出する構成とすることより、本発明を適用する
ことができる。
【0045】また、上述した実施形態においては、カン
チレバー300と挟持部材210とによる間隙あるいは
カンチレバー300とブリッジカバー202とによる間
隙に弾性充填材240や塑性充填材250を充填する例
を示したが、カンチレバー300の曲げ剛性を適宜変更
することにより、これらの充填材を省略する構成として
も良い。
【0046】また、上述した実施形態においては、弦振
動をカンチレバー300に伝達するストリングナット2
30を備える例を示したが、カンチレバー300の上端
に弦150を保持する保持部を設けることにより、駒2
00からストリングナット230を省略することが可能
となる。これにより、振動検出装置は、圧電センサ40
0L、400Hを備えたカンチレバー300を挟持部材
210によって挟持するのみの構成で良いものとなり、
振動検出装置の構成およびその調整が簡易なものとな
る。
【0047】また、上述した実施形態においては、2方
向(L方向およびH方向)に変形可能なカンチレバー3
00の例を示したが、これに限られない。例えば、1方
向だけに変形可能な構成としても良いし、3以上の方向
に変形可能な構成としても良い。3以上の方向に変形可
能な構成にする場合、カンチレバー300の自由部30
4を、その軸線に対して垂直に切った断面が略多角形の
柱体にすれば、当該柱体の各々の側面に、当該側面と垂
直方向の変形を検出する圧電センサを貼着することが可
能となる。
【0048】また、上述した実施形態においては、溝部
320を形成することにより、1つの中立面に関して、
大きな断面二次モーメントを得る太柱部323と、小さ
な断面二次モーメントを得る細柱部321とをカンチレ
バー300に備える構成としたが、これに限られない。
例えば、カンチレバー300の側面を、軸線に対して傾
斜するように形成し、カンチレバー300の軸線方向に
沿って、軸線に対する複数の垂直断面の各々についての
断面二次モーメント(例えば、各々の断面の図心を通
り、あるひとつの方向を向く図心軸に関する断面二次モ
ーメントなど)が、互いに異なるような構成としても良
い。
【0049】また、上述した実施形態においては、圧電
センサ400L、400Hをカンチレバー300の側面
に貼着する例を示したが、これらの圧電センサ400
L,400Hは、カンチレバー300に内蔵する構成と
しても良い。
【0050】また、上述した実施形態においては、カン
チレバー300の振動を検出するピックアップとして、
圧電センサ400L,400Hを使用する例を示した
が、ピックアップはこれに限られない。例えば、加速度
センサや、電磁誘導によりカンチレバー300の振動を
検出する電磁型センサなどを用いても良い。
【0051】また、上述した実施形態においては、弦1
50に個別に対応したカンチレバー300によって、各
々の弦150の振動を検出する構成としたが、これに限
られない。例えば、全ての弦150の振動を1つのカン
チレバー300によって検出する構成としても良い。こ
れにより、駒200の構成が簡単なものとなる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、よ
り忠実に弦振動と連動する振動部材、該振動部材が含ま
れる振動検出装置、該振動検出装置を備えた駒および弦
楽器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態にかかる電気弦楽器に備え
られる駒の斜視図である。
【図2】 同駒の分解斜視図である。
【図3】 同駒の内部構成を示す図である。
【図4】 同駒の断面図である。
【図5】 同駒に含まれるカンチレバーの斜視図であ
る。
【図6】 同カンチレバーの構造を説明するための図で
ある。
【図7】 圧電センサが取り付けられたカンチレバーの
斜視図である。
【図8】 圧電センサが取り付けられたカンチレバーの
断面図である。
【図9】 圧電センサが取り付けられたカンチレバーが
変形する様子を示す図である。
【図10】 同電気弦楽器の電気的構成を示す図であ
る。
【図11】 同電気弦楽器および弓の外観を示す図であ
る。
【符号の説明】
100…電気弦楽器、110…胴部、120…指板、1
30…テールピース、140…ネック、142…ペグボ
ックス、150…弦、160…側部、200…駒、20
2…ブリッジカバー、204…ネジ孔、210…挟持部
材、212…ネジ孔、214…開口部、216…凹部、
217…狭持凹部、218…ネジ孔、220…溝部、2
30…ストリングナット、235…係合部、240…弾
性充填材、250…塑性充填材、300…カンチレバ
ー、302…固定部、303…溝部、304…自由部、
306…凸部、310…ネジ孔、320…溝部、321
…細柱部、323…太柱部、325…側面、330,3
40…凸部、400L,400H…圧電センサ、41
0,440,450…導線、435,445…接地線、
500…ミキサ。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略柱形状であり、一端が固定され、他端
    が弦に当接して、その変形が、振動センサにより弦振動
    として検出される振動部材であって、 前記柱の軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメントで
    あり、当該断面の図心を通る第1の図心軸に関する断面
    二次モーメントが、第1の値になる第1の部位と、 前記柱の軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメントで
    あって、当該断面の図心を通り、かつ、前記第1の図心
    軸と同一方向に平行な第2の図心軸に関する断面二次モ
    ーメントが、前記第1の値より小さな値になる第2の部
    位と、 を具備することを特徴とする振動部材。
  2. 【請求項2】 前記第2の部位は、前記一端から前記他
    端に近づくほど多く存在することを特徴とする請求項1
    に記載の振動部材。
  3. 【請求項3】 弦楽器の弦振動を検出する振動検出装置
    であって、 略柱形状をしており、前記柱の軸線方向に垂直な第1の
    方向に前記弦振動による力が作用すると前記第1の方向
    に曲げ変形し、前記軸線方向に垂直であり前記第1の方
    向と異なる第2の方向に、前記弦振動による力が作用す
    ると前記第2の方向に曲げ変形し得る振動部材と、 前記振動部材の前記第1の方向の変形を検出する第1の
    変形検出手段と、 前記振動部材の前記第2の方向の変形を検出する第2の
    変形検出手段と、 を具備することを特徴とする振動検出装置。
  4. 【請求項4】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記第1の方向における曲げ剛性が異なり、かつ、
    前記第2の方向における曲げ剛性が異なることを特徴と
    する請求項3に記載の振動検出装置。
  5. 【請求項5】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメントで
    あり、前記第1の方向と垂直な、当該断面の図心を通る
    第1の図心軸に関する断面二次モーメントが異なり、か
    つ、前記軸線方向に沿って、前記軸線方向に垂直な断面
    の断面二次モーメントであり、前記第2の方向と垂直
    な、当該断面の図心を通る第2の図心軸に関する断面二
    次モーメントが異なることを特徴とする請求項4に記載
    の振動検出装置。
  6. 【請求項6】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記第1の方向に作用する力の作用点に近づくほ
    ど、前記第1の方向に曲げ変形しやすく、前記第2の方
    向に作用する力の作用点に近づくほど、前記第2の方向
    に曲げ変形しやすいことを特徴とする請求項4あるいは
    5に記載の振動検出装置。
  7. 【請求項7】 前記振動部材は、その水平断面の一部が
    略多角形の略柱形状であり、 前記第1の変形検出手段および第2の変形検出手段の各
    々は、前記多角形の一辺を含む前記柱の側面に固着さ
    れ、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素
    子を含むことを特徴とする請求項3ないし6のいずれか
    に記載の振動検出装置。
  8. 【請求項8】 弦楽器に取り付けられる駒であって、 略柱形状をしており、前記柱の軸線方向と垂直な第1の
    方向に弦振動による力が作用すると前記第1の方向に曲
    げ変形し、前記軸線方向に垂直であり前記第1の方向と
    異なる第2の方向に、前記弦振動による力が作用すると
    前記第2の方向に曲げ変形し得る振動部材と、 前記振動部材の前記第1の方向の変形を検出する第1の
    変形検出手段と、 前記振動部材の前記第2の方向の変形を検出する第2の
    変形検出手段と、 を具備することを特徴とする駒。
  9. 【請求項9】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメントで
    あり、前記第1の方向と垂直な、当該断面の図心を通る
    第1の図心軸に関する断面二次モーメントが異なり、か
    つ、前記軸線方向に沿って、前記軸線方向に垂直な断面
    の断面二次モーメントであり、前記第2の方向と垂直
    な、当該断面の図心を通る第2の図心軸に関する断面二
    次モーメントが異なることを特徴とする請求項8に記載
    の駒。
  10. 【請求項10】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記第1の方向に作用する力の作用点に近づくほど
    前記第1の方向に曲げ変形しやすく、前記第2の方向に
    作用する力の作用点に近づくほど前記第2の方向に曲げ
    変形しやすいことを特徴とする請求項8あるいは9に記
    載の駒。
  11. 【請求項11】 弦振動を検出する振動検出装置を備え
    た弦楽器であって、 略柱形状をしており、前記柱の軸線方向と垂直な第1の
    方向に前記弦振動による力が作用すると前記第1の方向
    に曲げ変形し、前記軸線方向に垂直であり、前記第1の
    方向と異なる第2の方向に前記弦振動による力が作用す
    ると前記第2の方向に曲げ変形し得る振動部材と、 前記振動部材の前記第1の方向の変形を検出する第1の
    変形検出手段と、 前記振動部材の前記第2の方向の変形を検出する第2の
    変形検出手段と、 を具備することを特徴とする弦楽器。
  12. 【請求項12】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記軸線方向に垂直な断面の断面二次モーメントで
    あり、前記第1の方向と垂直な、当該断面の図心を通る
    第1の図心軸に関する断面二次モーメントが異なり、か
    つ、前記軸線方向に沿って、前記軸線方向に垂直な断面
    の断面二次モーメントであり、前記第2の方向と垂直
    な、当該断面の図心を通る第2の図心軸に関する断面二
    次モーメントが異なることを特徴とする請求項11に記
    載の弦楽器。
  13. 【請求項13】 前記振動部材は、前記軸線方向に沿っ
    て、前記第1の方向に作用する力の作用点に近づくほ
    ど、前記第1の方向に曲げ変形しやすく、前記第2の方
    向に作用する力の作用点に近づくほど、前記第2の方向
    に曲げ変形しやすいことを特徴とする請求項11あるい
    は12に記載の弦楽器。
  14. 【請求項14】 前記振動部材は、前記弦楽器に備えら
    れた各弦に対応して個別に設けられていることを特徴と
    する請求項11ないし13のいずれかに記載の弦楽器。
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WO2014061844A1 (ko) * 2012-10-19 2014-04-24 부산대학교 산학협력단 진동전달용 캔틸레버
WO2018074401A1 (ja) * 2016-10-17 2018-04-26 拓未 木村 ピックアップ装置及び弦楽器

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